Сенсорные системы

Орган зрения


Орган зрения - важнейший из органов чувств, он обеспечивает человеку до 90% информации о внешней среде. Орган зрения тесным образом связан с головным мозгом: светочувствительная оболочка глаза развивается из мозговой нервной ткани. Орган зрения заключает периферическую часть зрительного анализатора - фоторецепторы. Проводниковым отделом зрительного анализатора является зрительный нерв, центральной частью является зрительная зона в коре затылочной доли больших полушарий.

Орган зрения у человека представлен двумя глазными яблоками (глазами) и вспомогательным аппаратом. К вспомогательному аппарату относятся веки, ресницы, брови, глазные мышцы и слезные железы. Веки - это кожные складки, ограничивающие глазную щель и закрывающую ее при смыкании. Внутренняя поверхность века покрыта тонкой слизистой оболочкой - конъюнктивой. Функции век: распределение слезной жидкости по поверхности глаза и защита от механических воздействий и от высыхания поверхности глаза. Человек моргает примерно через каждые 5 секунд.

Ресницы располагаются по краям век в 2 - 3 ряда (около 80 ресниц). Ресницы и брови защищают от попадания инородных частиц.

Слезная железа располагается в верхнем наружном углу глаза. Ее секрет - слеза - вырабатывается непрерывно, за сутки около 100 мл. Через носослезный канал слеза постоянно стекает в носовую полость. Слеза содержит около 1,5% NaCl, обладает бактерицидным свойством, т.к. содержит бактерицидное вещество лизоцим. Значение слезы:

  • омывает переднюю поверхность глазного яблока, увлажняя его, что предохраняет от высыхания поверхностные клетки;
  • удаляет инородные частички;
  • разрушает бактерии, попадающие на поверхность глаза;
  • со слезами из организма выводятся вещества, образующиеся при нервном напряжении и эмоциональном стрессе.

Глазные мышцы приводят в движение глазные яблоки. Четыре прямые и две косые мышцы каждого глаза работают синхронно и обеспечивают установку глаз таким образом, чтобы обе зрительные оси сходились на рассматриваемом предмете.

Глазное яблоко имеет шаровидную форму диаметром у взрослого человека около 24 мм. Оно ограничено с поверхности тремя оболочками: наружная - фиброзная (белочная), средняя - сосудистая и внутренняя - светочувствительная (сетчатка).

Фиброзная - это плотная соединительнотканная оболочка, ее передний прозрачный выпуклый отдел - роговица, остальная часть белого цвета - склера.

Сосудистая оболочка содержит густую сеть переплетающихся артерий и вен, между которыми лежит рыхлая соединительная ткань, богатая пигментными летками. Впереди сосудистая оболочка образует ресничное тело и радужку . Большую часть ресничного тела составляет ресничная мышца, состоящая из гладкой мышечной ткани.

Рис. 63. Вспомогательный аппарат глаза.

  1. слезная железа
  2. верхнее веко
  3. слезный каналец
  4. слезное озеро
  5. слезный мешок
  6. носослезный проток.

Ресничное тело окружает хрусталик глаза и обеспечивает изменение его кривизны: при сокращении ресничного тела хрусталик становится более плоским, при расслаблении - более выпуклым. Способность хрусталика изменять кривизну называется аккомодацией. Благодаря изменению кривизны хрусталика человек может одинаково четко видеть предметы, находящиеся на разном расстоянии от глаза. С возрастом мышечные клетки ресничного тела частично заменяются соединительной тканью, что приводит к нарушению аккомодации хрусталика и развитию дальнозоркости.

Радужка располагается за роговицей в виде цветного диска с отверстием в центре - зрачком. В составе радужки имеются две мышцы - суживающие или расширяющие зрачок. Диаметр зрачка изменяется от 2 до 8 мм, чем регулируется количество света, поступающего в глаз. Цвет радужки зависит от количества пигмента: чем его больше, тем темнее глаза. В настоящее время разработана диагностика многих заболеваний по радужке.

Сетчатка изнутри прилегает к сосудистой оболочке. Главными элементами этой оболочки являются фоторецепторы двух видов - колбочки и палочки. Колбочки имеют большие размеры, чем палочки. Количество колбочек в сетчатке глаза 6 - 7 миллионов, палочек - около 120-130млн. В сетчатке имеется небольшой участок, называемый желтым пятном, или центральной ямкой. Здесь наиболее плотно лежат колбочки и отсутствуют палочки, это место наибольшей остроты зрения. Человек ориентирует глаза так, чтобы от рассматриваемого предмета световые лучи фокусировались именно на желтое пятно.

Рис. 64. Внутренне строение глазного яблока (горизонтальный разрез).
1 - конъюнктива; 2- роговица; 3- радужка; 4 - хрусталик; 5 - ресничное тело; 6 - связка, при помощи которой хрусталик прикреплен к ресничному телу; 7 - передняя камера глаза; 8 - задняя камера глаза; 9,10 - мышцы глазного яблока; 11 - склера; 12 - сосудистая оболочка; 13 - сетчатая оболочка; 14 - желтое пятно; 15 - слепое пятно; 16 - зрительный нерв; 17 - стекловидное тело,

Место выхода из глаза зрительного нерва не содержит фоторецепторов и называется слепым пятном. В составе глазного яблока имеется передняя и задняя камеры глаза, которые лежат за роговицей и заполнены прозрачной жидкостью. За зрачком располагается хрусталик, он имеет вид двояковыпуклой позрачной линзы, обладает эластичностью. Основной объем глазного яблока - это стекловидное тело. Стекловидное тело образовано желеобразной прозрачной жидкостью. Роговица, хрусталик, жидкость передней и задней камеры глаза, стекловидное тело - это светопреломляющие и светопроводящие элементы глаза. Благодаря им световые лучи фокусируются точно на сетчатку. Одинаково четкое видение близких и удаленных предметов возможно благодаря тому, что хрусталик меняет кривизну: при рассматривании удаленных предметов он более плоский, при рассматривании близких предметов он более выпуклый.

Рецепторы глаза обеспечивают восприятие и световой энергии преобразование ее в энергию нервного импульса. Колбочки активны при интенсивном освещении и воспринимают цвет. Выделяют три типа колбочек: воспринимающие красный, синий или зеленый цвет. Совместная работа разных колбочек обеспечивает видение всего разнообразия цветов и их оттенков. Палочки являются рецепторами сумеречного зрения, они активны при низкой освещенности и воспринимают свет.

Рис. 65. Строение сетчатой оболочки.

  1. колбочка
  2. палочки
  3. пигментные клетки
  4. биполярные клетки
  5. ганглиозные клетки
  6. нервные волокна.

Стрелка указывает направление пучка света.

 

В колбочках содержится светочувствительный пигмент - йодопсин, а в палочках - родопсин. Под действием энергии света эти вещества претерпевают перестройки молекул, что приводит к возникновению нервного импульса. молекулы йодопсина могут преобразовываться толькопри воздействии большого количества световой энергии. Родопсин - сложный белок, в состав которого входит небелковая часть - ретиналь, образующаяся из витамина А (вот почему недостаток витамина А проводит к развитию сумеречной слепоты). Родопсин обладает очень высокой чувствительностью, и его молекула разрушается при поглощении 1-2 квантов света. На ярком свету родопсин разрушается, и человек, входя в темное помещение, первое время ничего не видит, пока не восстановятся молекулы этого вещества.

У человека зрение бинокулярное стереоскопическое, при этом поля зрения обоих глаз сильно перекрываются, что обеспечивает возможность точно определять расстояние до предмета и видеть его рельефно.

От каждого глазного яблока отходит зрительный нерв, в составе которого около 1 млн. нервных волокон. В области основания головного мозга лежит перекрест зрительных нервов, где происходит разделение каждого зрительного нерва следующим образом: нервные волокна, идущие от наружной части сетчатки, идут в одноименное полушарие, а от внутренней части (которая ближе к носу) нервные волокна поступают в противоположное полушарие.

Подпись:

Рис. 66. Схема строения зрительного анализатора.

  1. сетчатая оболочка глаза
  2. зрительные нервы с их частичным перекрестом
  3. зрительная зона в затылочных долях коры больших полушарий.

На сетчатке глаза лучи от рассматриваемого предмета проецирутся таким образом, что его изображение становится перевернутым. Новорожденный ребенок действительно все предметы воспринимает в перевернутом виде. Но постепенно у него формируется правильное восприятие, хотя перевернутость рассматриваемых объектов на сетчатке глаза сохраняется всю жизнь.

Нарушения зрения

  1. Миопия (близорукость) - неспособность четко видеть удаленные предметы, т.к. фокус находится перед сетчаткой из-за высокой кривизны хрусталика. Развивается миопия часто вследствие постоянного чтения, письма на очень близком расстоянии от глаз. Близорукость формируется, как правило, в детском возрасте. Поэтому профилактикой этого нарушения зрения является привитие с детства навыков гигиены зрения при чтении, дозированности работы с компьютером, просмотра телевизора и т.д. Коррекция близорукости достигается с помощью двояковогнутых линз.
  2. Пресбиопия (дальнозоркость) - неспособность четко видеть близкие предметы, т.к. фокус глаза располагается за сетчаткой. Наблюдается в основном в пожилом возрасте. Коррекция с помощью двояковыпуклых линз.
  3. Астигматизм - это фокусирование разных лучей либо перед, либо позади, либо на сетчатке вследствие неодинаковой кривизны роговицы на разных участках. Коррекция с помощью специальных линз.
  4. Дальтонизм - нарушение цветового зрения как наследственное заболевание из-за нарушения синтеза светочувствительных колбочек.
  5. Катаракта - помутнение хрусталика, вследствие чего на сетчатку поступает ограниченное количество света.

    Рис. 68. Нарушения зрения и его коррекция.

    1 – нормальное зрение; 2 – близорукость; 3 - коррекция близорукости с помощью очков с двояковогнутыми линзами; 4 – дальнозоркость; 5 – коррекция дальнозоркости с помощью очков с двояковыпуклыми линзами; 6 – коррекция зрения с помощью контактной линзы.

[В начало страницы]
Автор-составитель: Трофимова Н.Ф. , учитель биологии, КГОУ "Бийский лицей Алтайского края", 2007.